1.一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)铂负载碳化硅(Pt-SiC)复合对电极材料的制备
a.称量1~3g氯铂酸结晶水合物(H2PtCl6·H2O)溶于90~100mL溶剂中,配制一定浓度的H2PtCl6溶液;
b.称量300~500mg纳米碳化硅(SiC)材料,溶于20~30mL醇溶液中,超声混合10~
30mins,获得SiC的醇溶液;
c.摄取一定体积的H2PtCl6溶液,滴加到SiC的醇溶液中,超声混合10~30mins,得到H2PtCl6与纳米SiC的混合醇溶液;
d.摄取一定浓度的NaOH溶液,滴加到如步骤c所述混合醇溶液中,调节溶液的pH值至
10~11,超声分散1~2h;
e.将上述超声分散后的溶液移入石英管反应器,将反应器置于微波加热器中,微波加热3~10mins,冷却至室温;
f.用去离子水多次洗涤微波加热反应后的混合溶液,过滤,将沉淀物置于惰性气氛中干燥,获得Pt-SiC复合对电极材料;
2)Pt-SiC对电极薄膜的构建
a.将FTO导电玻璃依次用异丙酮、乙醇和去离子水反复清洗,然后用过滤净化后的热空气在干燥室内干燥;
b.将质量份数的Pt-SiC复合对电极材料,加入到分散剂中,添加球磨介质混合分散处理2~4hrs,获得对电极催化材料浆料;
c.将上述浆料涂覆在清洗过的导电玻璃导电面一侧,形成对电极催化层薄膜;
d.将涂覆有Pt-SiC材料的FTO导电玻璃置于管式加热炉中,在惰性气氛下,以1~
2℃/min速率升温至400~500℃,保温时间为15~30mins,进行热处理,保持惰性气体流量为0.5L/min,管式加热炉冷却至室温,获得铂负载碳化硅对电极。
2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述溶剂为分析乙醇、去离子水、聚乙二醇、异丙醇、甘戊醇、二甲苯或丙酮中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述H2PtCl6溶液与SiC的醇溶液按照质量比为10%~20%:80%~90%的比例混合。
4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述碳化硅为β-SiC,立方结构,纯度大于99%,孔径为30~50nm,平均粒径为2
40~50nm,比表面积为20~150m/g,游离硅含量小于0.2%,总氧含量小于0.60%。
5.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述NaOH溶液浓度为0.5M或1M。
6.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述对电极催化材料浆料是通过下述质量份数的原料制备而成:Pt-SiC复合对电极材料 0.3~0.5份;
分散剂 8~10份;
所述分散剂为水、聚乙二醇、曲拉通100、异丙醇、甘戊醇、二甲苯、丙酮、十二烷基硫酸钠或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述对电极催化层薄膜构建方法为旋涂法、喷涂法、刮涂法和丝网印刷法。
8.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述对电极催化层薄膜的厚度需通过控制喷涂时间、旋涂次数、刮涂厚度或印刷层数来控制;所述Pt-SiC对电极催化层薄膜厚度为1~5μm,喷涂时间为10~30s。
9.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳能电池铂负载碳化硅对电极的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛的气体为氮气、氢气或两者按照氮气:氢气体积比为2:1的比例混合的气体。